Valg af antal og effekt af transformatorer

Det korrekte valg af antallet og kapaciteten af ​​transformere i transformatorstationer i industrivirksomheder er et af de vigtige spørgsmål om strømforsyning og opbygning af rationelle netværk. Under normale forhold skal transformatorerne levere strøm til alle virksomhedens brugere med deres nominelle belastning.

Antallet af transformere i transformerstationen bestemmes af kravet om strømforsyningssikkerhed. I denne tilgang er den bedste mulighed at installere to transformere, der giver uafbrudt strømforsyning. værkstedsbrugere af enhver kategori… Men hvis kun kategori II- og III-modtagere er installeret i tjenesten, så er det normalt de mere økonomiske enkelttransformerstationer.

Ved projektering af netværk i en installation udføres installation af enkelttransformatorstationer i tilfælde af, at der sker kortslutning af forbrugere gennem lavspændingsnettet, samt når det er muligt at udskifte en beskadiget transformer inden for en vis tid.

Ris. 1 Værkstedsstrømforsyningsordninger med en (a) og to (b) transformatorer

To-transformatorstationer bruges med et betydeligt antal brugere af kategori II eller i nærværelse af brugere af kategori I. Derudover anbefales to-transformatorstationer med en ujævn daglig og årlig belastningsplan for en virksomhed, med en sæsonbestemt driftsform med en betydelig forskel i skiftbelastning. Derefter, når belastningen falder, slukkes en af ​​transformatorerne.

Problemet med at vælge antallet af transformere består i at vælge mellem to muligheder (fig. 1 a og b) muligheden med de bedste tekniske og økonomiske indikatorer. Den optimale version af strømsystemet vælges baseret på en sammenligning af de reducerede årlige omkostninger for hver mulighed:

Γi = Ce, i + kn, eKi + Yi,

hvor Ce, i — driftsomkostninger for den i-te mulighed, kn, e — standardeffektivitetsfaktor, Ki — kapitalomkostninger for den i-te mulighed, Ui — tab af forbrugere som følge af afbrydelse af strømforsyningen.

Det skal bemærkes, at i tilfælde af fig. 1 (a), er der et fuldstændigt strømsvigt og her kan der ikke tages hensyn til forbrugernes forsyning gennem en backup-ledning til spænding 0,4 kV, da et sådant kredsløb ligner et to-transformatorkredsløb, men med en dårligere ydeevne pga. til en lang linje fra 0,4 kV...

Når man sammenligner muligheder, spiller spørgsmålet om virksomhedens fremtidige udvikling en vigtig rolle. Så hvis der for eksempel kun er brugere fra den anden kategori i butikken, så giver det mening at overveje muligheder. Men hvis det efter et år er planlagt at genudstyre produktionen og førsteklasses forbrugere vises i butikken, så er det selvfølgelig nødvendigt at vælge muligheden med to transformere.

I princippet giver installationen af ​​to transformere pålidelig strømforsyning til forbrugerne. Dette betyder, at hvis en transformer er beskadiget, sikrer den anden, under hensyntagen til dens overbelastningskapacitet, 100 % pålidelighed af strømforsyningen i den tid, der kræves for at reparere transformeren.

Men der er tilfælde, hvor kraften fra de eksisterende to transformatorer bliver utilstrækkelig til at levere strøm til alle modtagere, for eksempel ved installation af mere kraftfuldt udstyr, ændring af driftsformen for elektriske modtagere osv. Herefter overvejes muligheder for at installere kraftigere transformere i transformerstationen eller installere en tredje transformer for at dække den øgede effekt.

Den anden mulighed ser ud til at være at foretrække, da transformatorstationens pålidelighed øges, der er ikke behov for at sælge gamle transformere, og kapitalomkostningerne ved at installere en tredje transformer er som regel meget mindre end ved genudrustning af hele transformatorstationen .

Men denne mulighed er ikke altid mulig, for eksempel med tæt udvikling af virksomhedens territorium, er der måske simpelthen ikke nok plads til en ekstra transformer. På den anden side er der betydelig kredsløbskompleksitet, som måske ikke er mulig, når transformatorerne arbejder parallelt. Derfor vurderes mulighederne fra sag til sag.

Ud over pålidelighedskrav skal der tages hensyn til modtagernes driftsform ved valg af antallet af transformere. For eksempel med en lav belastningskurvefyldningsfaktor er det økonomisk muligt at installere ikke en men to transformere.

På store transformerstationer, GPP, som regel vælges antallet af transformere ikke mere end to. Dette skyldes hovedsageligt, at omkostningerne ved at skifte udstyr på den højere spændingsside af virksomheden er sammenlignelige med omkostningerne ved en transformer.

Valg af transformatorer efter effekt

Det anbefales at vælge effekten af ​​GPP-transformatorer og værkstedstransformere (undtagen i tilfælde af skarpt variabel belastningsplan), det anbefales at vælge den gennemsnitlige belastning for det travleste skift, efterfulgt af kontrol og justering i henhold til det specifikke strømforbrug for en produktionsenhed opnået som et resultat af undersøgelser af virksomheders elektriske belastninger.

For kontinuerlig forsyning af belastninger af den første og anden kategori anbefales det at installere to transformere med en belastningsfaktor i normal tilstand på 0,6 - 0,7 pr. GPP af industrivirksomheder.

Det anbefales at tage følgende belastningsfaktorer for transformere af kommercielle understationer: dobbelttransformator med overvejende belastning af den første kategori — 0,65 — 0,7, enkelt transformator med overvejende belastning af den anden kategori og redundans for de sekundære spændingsjumpere — 0,7 — 0,8.

Antallet og kapaciteten af ​​værkstedstransformere bør vælges ud fra tekniske og økonomiske beregninger. Samtidig, i en første tilnærmelse, kan effekten af ​​transformere i netværk med en spænding på 380 V tages baseret på følgende specifikke belastningstætheder: op til 1000 kVA ved tætheder op til 0,2 kV-A / m2, 1600 kVA ved tætheder på 0,2 — 0,3 kVA/m2, 1600 — 2500 kVA ved tætheder på 0,3 kVA/m2 og mere.

Skala for standardeffekter for krafttransformatorer

I vores land er en enkelt skala for transformerkapacitet blevet vedtaget. At vælge en rationel skala er en af ​​hovedopgaverne i optimering af industrielle kraftsystemer. I dag er der to effektskalaer: med et trin på 1,35 og med et trin på 1,6. Det vil sige, at den første skala inkluderer kræfter: 100, 135, 180, 240, 320, 420, 560 kVA osv., og den anden inkluderer 100, 160, 250, 400, 630, 1000 kVA osv. Transformere af den første effektskala de er i øjeblikket ikke produceret og bruges på allerede eksisterende transformerstationer, og den anden effektskala bruges til design af nye transformerstationer.

Det skal bemærkes, at skalaen med en koefficient på 1,35 er mere fordelagtig med hensyn til transformatorbelastning. For eksempel, når to transformere arbejder med en belastningsfaktor på 0,7, når en af ​​dem er slukket, er den anden overbelastet med 30%. Denne driftsform opfylder kravene til transformatorens driftsbetingelser. På denne måde kan dens kraft udnyttes fuldt ud.

Ved en tilladt overbelastning på 40% forekommer underudnyttelse af den installerede effekt af transformere med en skala på 1,6.

Antag, at to transformere i transformatorstationen arbejder separat, og belastningen af ​​hver er 80 kVA, når den ene af dem er frakoblet, skal den anden give en belastning på 160 kVA. Muligheden for at installere to transformere på 100 kVA kan ikke accepteres , da overbelastningen i dette tilfælde vil være 60 %, når en transformer er ude af drift. Ved installation af 160 kVA transformere resulterer dette i deres belastning i normal tilstand med kun 50%.

Når du bruger en skala med et trin på 1,35, kan du installere transformere med en kapacitet på 135 kVA, så vil deres belastning i normal tilstand være 70%, og i nødoverbelastning vil den ikke være mere end 40%.

Ud fra dette eksempel kan du se, at en skala med et trin på 1,35 er mere rationel. Og omkring 20% ​​af strømmen af ​​de producerede transformere bruges ikke. En mulig løsning på dette problem er installation af to transformere ved en transformerstation med forskellig effekt. Denne løsning kan dog ikke anses for teknisk rationel, for når en transformer med højere effekt tages ud af drift, vil den resterende transformer ikke dække hele værkstedets belastning.

Et naturligt spørgsmål opstår: hvad er grunden til at flytte til et nyt sæt af kapaciteter? Svaret ligger naturligvis i at reducere mangfoldigheden af ​​kapaciteter til at forene udstyr: ikke kun transformere, men også i umiddelbar nærhed af det (skifter, belastningsafbrydere, afbrydere etc.).

Baseret på alt, hvad der er blevet sagt, udføres valget af antallet og effekten af ​​transformatorer til strømforsyning af fabrikstransformatorstationer som følger:

1) antallet af transformatorers transformatorstation bestemmes baseret på strømforsyningens pålidelighed under hensyntagen til kategorien af ​​modtagere;

2) de nærmeste muligheder for at drive de valgte transformere (ikke mere end tre) er valgt under hensyntagen til deres tilladte belastning i normal tilstand og tilladt overbelastning i nødtilstand;

3) en økonomisk gennemførlig løsning bestemmes af de skitserede muligheder, acceptabel for specifikke forhold;

4) muligheden for udvidelse eller udbygning af transformatorstationen tages i betragtning og spørgsmålet om eventuel installation af kraftigere transformere på samme fundamenter overvejes eller muligheden for udvidelse af transformatorstationen ved at øge antallet af transformere påtænkes.